• 제목/요약/키워드: compound-specific isotope analysis

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수생태 환경 연구에 있어 안정동위원소의 활용과 전망 (Applications and Prospects of Stable Isotope in Aquatic Ecology and Environmental Study)

  • 최보형;신경훈
    • 생태와환경
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    • 제51권1호
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    • pp.96-104
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    • 2018
  • 안정동위원소비는 전 세계적으로 수생태 환경 연구에서 매우 활발하게 적용되고 있는 분야로써, 국내에서도 2000년대 이후 담수 및 연안 생태계의 먹이망 구조 연구 등 다양한 연구에서 활용되고 있다. 최근에는 기존의 총 조직내의 안정동위원소 분석기법의 한계점을 인지하고 보완하기 위한 방안으로 아미노산의 질소 안정동위원소 분석 기법이 개발되었으며, 이를 활용한 다양한 연구 사례들이 보고됨에 따라 수생태 연구의 활용범위가 급격히 확대되고 있다. 아미노산의 질소 안정동위원소 분석기법의 기술적인 접근성의 한계에 의해 현재까지 국내에서 수생태계 연구를 위해 아미노산의 질소 안정동위원소비를 활용한 연구는 제한적인 실정이지만, 국내 다양한 하천 및 호수 그리고 연안의 환경 변화 특성을 고려할 때, 향후 수생태 환경연구에 있어 그 유용성과 활용 가치가 대단히 높을 것으로 전망된다.

국내 최초로 도입된 GC-IRMS와 응용분야 소개 (First GC-IRMS in Korea and Its Application Fields)

  • 신우진;이광식;고경석
    • 자원환경지질
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    • 제40권5호
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    • pp.699-703
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    • 2007
  • 가스크로마토그래피와 동위원소질량분석기를 온라인으로 연결하여 이루어지는 성분별동위원소분석기술은 지구과학, 환경과학 및 법의학 분야에서 안정동위원소 분석의 최신 기술이다. 1990년대부터 GC-IRMS는 법의학 분야에서 식품의 진위감별과 환경과학 분야의 유기오염물질의 오염원 추적에 널리 이용되어 왔다. 국내에서는 한국기초과학지원연구원에 2005년 초에 처음으로 GC-IRMS가 설치되었다. 이 연구에서는 한국기초과학지원연구원에서 운영중인 GC-IRMS를 간단히 소개하고 제조사가 다른 BTEX의 성분별탄소동위원소의 예비분석결과를 소개한다.

수산 · 양식 생물 연구를 위한 안정동위원소 분석 기법의 소개와 활용 (Application of Stable Isotope Analysis for Aquaculture Organisms)

  • 원은지;윤희영;최보형;신경훈
    • 한국해양생명과학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.61-73
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    • 2022
  • 안정동위원소 분석 기법(Stable isotope analysis, SIA)은 환경과학, 생태학, 지구생물화학, 법의학, 고고학 등 다양한 연구 분야에 활용되고 있다. 본 총설에서는 수산 및 양식 연구에 안정동위원소 비 분석 기법을 활용하기 위해 필요한 배경 지식을 소개하고자 한다. 특히, 자연값(natural abundance)을 이용하는 연구에 초점을 두었고 원소가 생물의 조직으로 통합되는 과정에서 발생하는 분별작용(동위원소 비의 변화)에 대한 원리와 안정동위원소 비가 유용한 도구로서 어떤 목적으로 생태, 환경학 분야에 이용되는지, 나아가 수산 및 양식 분야에 활용 가능한 예들을 제시하고자 한다. 본 논문을 통한 안정동위원소 분야의 이해로 향후 수산학 및 양식 연구에서 안정 동위원소 비의 다양한 활용이 기대된다.

금강 하구 생태계에서 아미노산의 질소 안정동위원소비를 이용한 섭식생물의 영양단계 파악 (Determination of Trophic Position Using Nitrogen Isotope Ration of Individual Amino Acid in the Geum Estuary)

  • 최현태;최보형;신경훈
    • 생태와환경
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    • 제50권4호
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    • pp.432-440
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    • 2017
  • CSIA-AAs은 섭식 생물의 영양단계 산출 연구에서 SIA를 대체할 수 있는 연구 방법으로 크게 주목 받고 있지만, 최근까지 국내 연구 사례는 매우 부족하다. 본 연구에서는 금강 하구역에서 채집된 두 종의 다모류(Nephtyidae, Glyceridae)와 두 종의 어류 (Platycephalus indicus, Lophius litulon)에 대한 영양단계를 ${\delta}^{15}N_{AAs}$를 통해 산출하고 이를 ${\delta}^{15}N_{bulk}$를 이용해 산출한 영양단계와 비교하고자 하였다. 두 정점에서 채집된 다모류의 $TP_{bulk}$는 각각 2.6과 3.1로 다른 것으로 확인되었으며, 두 산출기법($TP_{base2}$, $TP_{base1}$)에 따른 차이는 작은 것으로 나타났다. 반면에, 본 연구에서 분석된 두 어종에 대한 $TP_{bulk}$는 각각 3.1과 2.3으로 어종 간 차이가 확인되었으나, $TP_{AAs}$는 3.8과 3.7로 어종 간 차이가 매우 작고 상대적으로 높은 영양단계가 확인되었다. 이는 두 어종이 어식성 어류임을 고려할 때 $TP_{AAs}$가 보다 더 신뢰할 수 있는 기법이라는 것을 확인할 수 있었으며, 본 연구는 한국 연안 생태계에서 CSIA-AAs의 활용 필요성과 그 유용성을 보여주고 있다.

High-Performance liquid Chrmatogrphic and Tandem Mass Spectrometric Quantitation of N7-Methyldeoxyguanosin in Methylated Calf Thymus DNA

  • Chae, Whi-Gun
    • Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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    • 제5권3호
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    • pp.191-195
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    • 2000
  • Quantitation of N7-methyldeoxyguanosine (N7-MedG) produced in the in vitro N-methly-N-nitrosuourea (NMU) action on thymus DNA has been achieved by enzymatic degradation, liquid chromatoraphic separaphic separation and desorption chemical ionization tandem mass spectrometry. In conjunction with the resolving power HPLC in the separation of isomers, desorprion chemical ionization tandem mass spectrometry has utilized in determining modified nucleosides at low levels using a stable-isotope labled compound as an internal reforence. The quantitative estimation of N7-methyldeoxyguanosine was previously established by an independent HPLC analysis of methylated calf thymus DNA. A sensitive and specific methodogy for the quantitation of N7-MedG at the picomole level using HPLC combined with tandem mass spectrometry without radioisotope labeling process is presented. The potential of the liquid chromatoraphic tandem mass exposure to methlation agents in vitro.

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멕시코만 코어 퇴적물(ODP 625B)의 식물왁스 탄화수소(n-alkanes)와 지방산(n-alkanoic acids)의 생성기원 비교 연구 (Contrasting Sources of Plant Wax n-alkanes and n-alkanoic Acids in Gulf of Mexico Sediments (ODP 625B))

  • 서연지
    • Ocean and Polar Research
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    • 제41권2호
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    • pp.89-97
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    • 2019
  • Long chain plant waxes (n-alkanes, n-alkanoic acids, and n-alcohols) and their carbon isotopic compositions (${\delta}^{13}C$) in geologic archives are valuable tools for paleovegetation reconstruction. However, the sensitivity of different plant wax constituents to vegetation shift is not well understood. This study explores controls on the variation in ${\delta}^{13}C$ values of long-chain n-alkanes ($C_{27}$ to $C_{33}$) and n-alkanoic acids ($C_{26}-C_{30}$) in the Gulf of Mexico core sediments (ODP 625B) near the Mississippi River delta. n-Alkanoic acids' ${\delta}^{13}C$ values were higher than those of n-alkanes by 1-2‰ on average and such a pattern is the opposite from their isotope fractionation observed in living plants: 1-2‰ smaller in n-alkanes than n-alkanoic acids. We attribute this offset to contributions from aquatic plants or microbes that produce high concentrations of $^{13}C-enriched$ long-chain n-alkanoic acids. The sensitivity of n-alkanes and n-alkanoic acids to vegetation and climate varied among chain lengths. The $n-C_{33}$ alkanes were most sensitive to $C_4$ grassland expansion among n-alkane homologues, while no specific trend was observed in n-alkanoic acids. This is due to the similarity in n-alkanoic acid concentrations between $C_3$ and $C_4$ plants by homologues and low terrestrial plant-derived n-alkanoic acid contributions to the sediments. The results of this study suggest that long chain n-alkanoic acids' ${\delta}^{13}C$ values in sediments may be influenced by contributions from different sources such as aquatic plants or microbial inputs and therefore interpretations regarding this matter should be cautiously formulated. We suggest that there is a need for further studies on characterizing long-chain n-alkanoic acids ($C_{26}-C_{34}$) in aquatic plants and microbes from various climates and environments in order to investigate their production and integration into sedimentary archives.

화합물안정동위원소 분석법을 활용한 낙동강 이입종 강준치 Chanodichthys erythropterus의 영양단계 해석 (Interpretation of Trophic Positions Using the CSIA Approach: Focusing on the Invasive Fish Lake Skygazer Chanodichthys erythropterus)

  • 원은지;조하은;김도균;최지웅;안광국;신경훈
    • 생태와환경
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    • 제56권3호
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    • pp.218-228
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    • 2023
  • 강준치 C. erythropterus는 육식성 어종으로 이 종이 낙동강 전역에서 극우점하게 됨에 따라 상업성 어종이 감소하는 등 여러 이슈가 있어왔으며 이들의 섭식과 관련된 생태 특성을 이해하는 것이 중요함에도 불구하고 섭식특성에 대한 연구는 위 내용물에 대한 분석에 국한되어 수행되어왔다. 본 연구에서는 낙동강 이입종인 강준치 C. erythroterus의 생태학적 특성을 이해하기 위한 연구의 일환으로 낙동강 일대 13개 정점에서 채취한 강준치 표본으로부터 화합물의 안정동위원소 분석 기법을 활용하여 영양학적 지위(trophic position)를 계산하고 섭식특성을 해석하였다. 아미노산의 질소 안정동위원소 분석은 C. erythropterus 단독의 시료로부터 신뢰할 수 있는 TP를 도출할 수 있게 하였으며, 그 결과 개체의 크기에 따라 약 3에서 3.6으로 증가하는 결과를 얻었다. 또한 성체에서 관찰된 TP의 변동성을 통해 상대적으로 유사한 영양단계를 갖는 육식성 어종에 비해 선택적인 섭식 습성을 가지고 있음을 확인하였다.

다양한 수생태계에 적용 가능한 유해물질의 영양확대계수 (trophic magnification factor, TMF) 연구 - 생활화학제품에서 기인한 성분과 어류조사를 중심으로 (A Direction of the Monitoring of Household Chemical Products in Aquatic Environments: The Necessities for a Trophic Magnification Factor (TMF) Research on Fish)

  • 원은지;조하은;김도균;홍성진;신경훈
    • 생태와환경
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    • 제55권3호
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    • pp.185-200
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    • 2022
  • 수환경 내 다양한 유해물질의 위해성에 대한 관심은 환경 매체 내 물질의 농도뿐만 아니라 복잡한 먹이단계를 통한 어류 체내의 축적과 어류를 통한 인체 위해성으로 이어진다. 국내의 경우 2016년 이후 생활에서 사용되고 있는 화학제품(생활화학제품) 기인 위해 우려물질의 관리를 위한 등록과 평가 등에 관한 법률 개정과 함께 이들 물질의 환경 배출이 주목받게 됨에 따라 수생태계 내 잔류여부에 대한 조사도 수행되기 시작했다. 최근에는 이러한 물질의 관리를 위한 생태계 내 분포 조사 및 배출 계수 산정을 위한 연구사업이 수행되고 있는데 해당 연구 사업에서는 세정제, 접착제, 염색제, 방향제 등을 비롯한 화장품이나 세제 등에 포함되는 성분과 살균·소독제를 대상으로 영양단계 내 축적과 전달을 이해하기 위한 물질의 축적과 확대를 포함한다. 본 논문은 최근 발표된 생활화학제품기인 유해물질의 수환경 유입 및 분포에 대한 연구 결과를 정리하고 그 과학적 의미를 제시하며 또한 국내외 수행되고 있는 수환경 모니터링 기법에 대한 연구의 예를 바탕으로 현재 유해화학물질의 수환경 내 잔류 농도 및 분포, 생태계 모니터링을 위한 연구의 방향을 제안하고자 한다. 특히 어류를 대상으로 하는 조사에서 국내 수역에 서식하는 주요 어류조사 및 이를 바탕으로 한 대상 어류 선정의 필요성과 인체 위해성 연구의 필요성 등 시기적으로 요구되는 연구를 위한 영양단계 해석과 생물확대계수 연구의 방향을 소개하며 향후 국내에서 수행되고 있는 생물상 모니터링과 화학물질 연구에 대한 제언을 포함한다.